TWI477723B - 利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統 - Google Patents

Description

利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統

本發明係關於同時使用空氣對流式冷暖房系統及輻射式冷暖房系統2個系統、或使用任一冷暖房系統，而能有效地對室內進行冷暖房的利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統；該空氣對流式冷暖房系統在設置於在天花板下表面的天花板吹出處理箱內，配設密封而內包潛熱儲熱材的潛熱儲熱材內包材，將由熱泵空調機所生成的冷風或熱風送風至上述處理箱內，通過在上述處理箱下表面穿設有多數通氣小孔的金屬製板而朝室內進行送風；該輻射式冷暖房系統利用由上述熱泵空調機所生成的冷風或熱風對上述潛熱儲熱材進行冷卻或加熱而儲熱，藉此將該經冷卻或加熱的潛熱儲熱材當作輔助熱源，冷卻或加熱上述金屬製板，並自該金屬製板朝室內輻射冷氣或暖氣。

習知，在供實用之利用熱泵空調機的空氣對流式冷暖房系統中，雖具有急速冷暖房的效果，但冷房時的最低送風溫度約10℃，暖房時的最高送風溫度約40℃，是與室內間之溫度差非常大的送風溫度，因此居住者會因上述溫度差而感受到不適感，且在冬季時，會因除霜而停止暖房運轉，導致對居住者造成不適感。

而且，作為解決因上述習知供實用之利用熱泵空調機的空 氣對流式冷暖房系統所造成問題的冷暖房系統，揭示有下述專利文獻所示之空氣冷暖房方法。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平6-174261號公報

上述專利文獻1所記載之發明係可利用來自空調機的空氣朝天花板背面或壁體內的空隙部之流通，進行輻射(放射)冷暖房，且藉由將該空氣的一部分供應至室內，可利用對流實現迅速冷暖房與熱效率的提升，此外，若將因空調機而處於被除濕之狀態的乾燥空氣供應至室內，並且使該空氣對空調機進行循環，藉此可輕易地控制室內的濕度，俾發揮防止在天花板表面等發生結露的作用及效果。

然而，雖然專利文獻1所記載之發明係揭露形成為利用空調機朝天花板背面空隙部送風，從該天花板背面空隙部將空調空氣送風至室內，並且天花板表面係使用熱導性佳的構件，但即使假設此構件為金屬製板，因為該金屬製板並無儲熱作用，因此送風溫度在冷房時會過低，又，在暖房時會過高，因此有對居住者留下不適感。而且，存在有必須使上述空調機持續動作用以冷卻或加熱上述金屬製板，而導致用電量及電費增加的問題。

本發明係為解決上述問題而完成者，其係提供一種利用熱泵空調機儲熱型輻射冷暖房系統，該儲熱型輻射冷暖房系統係由空氣對流式冷暖房系統與輻射式冷暖房系統所構成；該空氣對流式冷暖房系統係經由冷媒配管連結於熱泵空調機之室外機且經由管路連接於設置在室內的室內機，而設置在天花板下表面的1個或複數個天花板吹出處理箱係在其上方開口部蓋套而固定有蓋板，並且在下方開口部固定兼具具備多數小孔之冷/熱風吹出與冷/暖氣輻射的金屬製板而形成；且在上述處理箱內配設有密封而內包有潛熱儲熱材的潛熱儲熱材內包材，用以將由上述室外機所生成之冷風或熱風，經由上述室內機送風至上述處理箱內並通過上述金屬製板送風至室內的空氣對流式冷暖房系統；該輻射式冷暖房系統係利用來自上述室外機的冷風或熱風冷卻或加熱上述潛熱儲熱材而儲熱，藉此將該經冷卻或加熱的潛熱儲熱材當作輔助熱源，對上述金屬製板進行冷卻或加熱，並自該金屬製板將冷氣或暖氣朝室內輻射；該儲熱型輻射冷暖房系統係既可作為普通一般的空氣對流式冷暖房系統使用，而且，亦可作為在深夜時段的運轉條件較有利之時段使上述熱泵空調機動作，利用所生成之冷風或熱風使上述潛熱儲熱材進行儲熱，並且以該潛熱儲熱材作為輔助熱源對上述金屬製板進行冷卻或加熱，藉此在實際進行冷暖房時可不使上述熱泵空調機動作，而將來自上述金屬製板的冷氣或暖氣朝室內輻射的 輻射式冷暖房系統使用，此外，亦可同時使用2個系統，便可降低用電量及電費，而且在冷暖房時可使冷房時最低送風溫度及暖房時最高送風溫度與室內間之溫度差降低，而不會使居住者因此感受到不適感之利用熱泵空調機的儲熱型輻射冷暖房系統。

本發明係藉由同時使用空氣對流式冷暖房系統與輻射式冷暖房系統、或使用上述任一冷暖房系統，解決上述問題；該空氣對流式冷暖房系統係經由冷媒配管連結於熱泵空調機之室外機且經由管路連接於設置在室內的室內機，而設置在天花板下表面的1個或複數個天花板吹出處理箱係在其上方開口部蓋套而固定有蓋板，並且在下方開口部固定兼具具備多數小孔之冷/熱風吹出與冷/暖氣輻射的金屬製板而形成；且在上述處理箱內配設有密封而內包有潛熱儲熱材的潛熱儲熱材內包材，用以將由上述室外機所生成之冷風或熱風，經由上述室內機送風至上述處理箱內並通過上述金屬製板送風至室內的空氣對流式冷暖房系統；該輻射式冷暖房系統係利用來自上述室外機的冷風或熱風冷卻或加熱上述潛熱儲熱材而儲熱，藉此將該經冷卻或加熱的潛熱儲熱材當作輔助熱源，對上述金屬製板進行冷卻或加熱，並自該金屬製板將冷氣或暖氣朝室內輻射。

根據由上述構造所構成的本發明，可提供一種同時使用空氣對流式冷暖房系統與輻射式冷暖系統2個冷暖房系統、或使用任一系統，可有效地對室內進行冷暖房，尤其，藉由將上述潛熱儲熱材作為輔助熱源使用，可使冷暖房時的最低送風溫度及暖房時最高送風溫度、與室內間之溫度差降低，而使居住者不會因此感到不適感的冷暖房系統；該空氣對流式冷暖房系統係將朝處理室內送風的上述冷風或熱風，通過上述金屬製板朝室內送風)；該輻射式冷暖房系統係利用由上述室外機所生成之冷風或熱風冷卻或加熱潛熱儲熱材並儲熱，並以該潛熱儲熱材作為輔助熱源，將上述金屬製板在上述冷風或熱風溫度非常低時略微提高溫度，反之當溫度非常高時略微降低溫度來進行冷卻或加熱，而將來自該金屬製板的冷氣或暖氣朝室內輻射，而且，本發明系統既可作為空氣對流式冷暖房系統使用，亦可作為輻射式冷暖房系統使用，更可同時使用兩系統，藉由依照季節與時段區分使用上述兩個冷暖房系統，可發揮減少用電量與電費的優異效果。

本發明之利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統，其係同時使用空氣對流式冷暖房系統與輻射式冷暖房系統2個系統、或使用任一冷暖房系統，而可有效地對室內4進行冷暖房；該空氣對流式冷暖房系統係經由冷媒配管3連結於熱泵空調機1之室外機2，且經由管路6連接於設置在室內4 的室內機5，而設置在天花板7下表面的天花板吹出處理箱8的處理室9內，配設有密封而內包有潛熱儲熱材10的潛熱儲熱材內包材11，並且在該處理箱8朝室內4之吹出側的下方開口部12固定穿設有多數通氣小孔13的金屬製板14，另一方面，經由室內機5將由上述熱泵空調機1的室外機2所生成之冷風或熱風送風至上述處理室9內，並進一步將送風至該處理室9內的上述冷風或熱風通過上述金屬製板14送風至室內4；該輻射式冷暖房系統係利用由上述室外機2所生成的冷風或熱風冷卻或加熱上述潛熱儲熱材10並儲熱，將該潛熱儲熱材10當作輔助熱源，對上述金屬製板14，當上述冷風或熱風的溫度非常低時略微提高溫度，反之當溫度非常高時略微降低溫度來進行冷卻或加熱，並將來自該金屬製板14的冷氣或暖氣朝室內4輻射。

本發明所使用的熱泵空調機1，基本上可使用廣泛使通用的習知公知之熱泵空調機。經由冷媒配管3連結於上述熱泵空調機1之室外機2且經由管路6連接於設置在室內4的室內機5，而設置於天花板7下表面的天花板吹出處理箱8，係在使用鋁等金屬板而形成為方形框狀之側壁板15的下方開口部12固定穿設有多數通氣小孔13的金屬製板14，另一方面，在該處理箱8的上方開口部16蓋套而固定有由鋁等金屬板所構成的蓋板17，並在內部設置處理室9而形成。

再者，上述處理箱8雖然在圖1中設置有2個，但依照室 內4的大小，亦可設置1個或3個以上。

而且，在上述相對向的2片側壁板15間具有間隔地固設2支保持桿18，且在該2支保持桿18的中央部上，具備間隙19地配設固定密封而內包有上述潛熱儲熱材10的潛熱儲熱材內包材11，使其不會接觸到上述金屬製板14並進一步在上述蓋板17的中央，開口連通有與上述室內機5相連通的管路6之前端部而形成。再者，將密封而內包有上述潛熱儲熱材10的潛熱儲熱材內包材11固定至2支保持桿18的方法，並無特別的限定，例如可使用接著劑進行固定。

本發明所使用的潛熱儲熱材10係使用可相位轉移且具有潛熱儲熱性的化合物。作為上述可相位轉移且具有潛熱儲熱性的化合物，較佳者可列舉：聚乙二醇(化學式HO-(CH₂ -CH₂ -O)_n -H、相位變化溫度30~50℃、潛熱量約40Cal/g)、或者烷烴(化學式C₁₈ H₃₈ 、相位變化溫度28.2℃、潛熱量57.8Cal/g；化學式C₂₀ H₄₂ 、相位變化溫度36.4℃、潛熱量58.8Cal/g等)。而且，雖然在本發明中並無特別的限定，但較佳的潛熱儲熱材10建議使用上述聚乙二醇。

而且，作為內包有上述潛熱儲熱材10的潛熱儲熱材內包材11之素材，可使用耐熱性或耐衝擊性、耐寒性、及耐透水性等優異之使用於殺菌袋裝食品的鋁的薄片或薄膜等而形成為袋狀者。其他，亦可使用耐熱性或耐衝擊性、耐寒性、及耐透水性等優異的聚乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)樹脂、聚氯乙烯、尼龍等作為合適之樹脂。而且，於本發明中，較佳為使用薄鋁板或採用聚乙烯樹脂形成薄箱狀者。

又，處理箱8係可在上述天花板7的下表面設置1個或複數個。當該處理箱8有複數個的情形時，室內機5亦可設置與處理箱8的數量相同的複數台，或者亦可僅使用1台室內機5，並利用管路6連結該1台室內機5與複數個處理箱8。又，上述處理箱8的處理室9較佳為使利用上述熱泵空調機1所送風的冷風或熱風，可在該處理室9內部形成亂流，並且以在該處理室9內使接觸到內包有上述潛熱儲熱材10的潛熱儲熱材內包材11的空氣量變多之方式，將上述處理室9的容積設為該潛熱儲熱材內包材11之容積的5~10倍左右的大小。再者，雖未圖示，但在構成上述處理箱8的側壁板15與蓋板17之內周面、或外周面，較佳為黏貼絕熱薄片、或塗佈絕熱塗料，以謀求處理室9的絕熱性。

針對由上述構造所構成的本發明之作用進行說明。在使用本發明之利用熱泵空調機1的儲熱型輻射冷暖房系統之空氣對流式冷房系統、與輻射式冷房系統的兩個系統而對室內4進行冷房的情形時，根據本發明人的測試，已確認到若以上述熱泵空調機1的送風溫度的最低值10℃對作為輔助熱源的潛熱儲熱材10送風，就會因該潛熱儲熱材10的吸熱作用，使上述潛熱儲熱材10升溫至15℃左右，加熱上述金屬 製板14而將其表面溫度加熱至最少20℃，然後通過該金屬製板14對室內4的送風溫度就會成為最少15℃的溫度，而可控制為使居住者感到舒適的送風溫度。

而且，在使用本發明之利用熱泵空調機1的儲熱型輻射冷暖房系統之空氣對流式冷房系統、與輻射式冷房系統的兩個系統而對室內4進行暖房的情形時，根據本發明人的測試，已確認若以上述熱泵空調機1的送風溫度的最高值40℃，對作為輔助熱源的潛熱儲熱材10送風，就會因該潛熱儲熱材10的吸熱作用，使上述潛熱儲熱材10升溫至30℃左右，加熱上述金屬製板14而將其表面溫度加熱至最高35℃，通過該金屬製板14對室內的送風溫度就會成為最高30℃的溫度，而可控制為使居住者感到舒適的送風溫度。

亦即，藉由將上述潛熱儲熱材10作為輔助熱源使用，可降低冷暖房時的冷房時最低送風溫度及暖房時最高送風溫度與室內間之溫度差，俾可提供不會因此使居住者感到不適感的冷暖房系統。

此外，上述潛熱儲熱材10係藉由進行夏季需求時的散熱、或冬季的除霜運轉時的散熱，可隨時使朝室內4的送風溫度穩定。

再者，雖然本發明系統係如上述，可同時將空氣對流式冷暖房系統與輻射式冷暖房系統作為冷暖房系統使用，但亦可分別單獨將空氣對流式冷暖房系統或輻射式冷暖房系統作 為系統使用，此外，可依照季節與時段區分使用上述兩個冷暖房系統，藉此減少用電量與電費。

1‧‧‧熱泵空調機

2‧‧‧室外機

3‧‧‧冷媒配管

4‧‧‧室內

5‧‧‧室內機

6‧‧‧管路

7‧‧‧天花板

8‧‧‧天花板吹出處理箱

9‧‧‧處理室

10‧‧‧潛熱儲熱材

11‧‧‧潛熱儲熱材內包材

12‧‧‧下方開口部

13‧‧‧通氣小孔

14‧‧‧金屬製板

15‧‧‧側壁板

16‧‧‧上方開口部

17‧‧‧蓋板

18‧‧‧保持桿

19‧‧‧間隙

圖1係表示本發明之利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統整體的概略縱剖視圖。

圖2係表示本發明之利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統的主要部分放大縱剖視圖。

6‧‧‧管路

8‧‧‧天花板吹出處理箱

9‧‧‧處理室

10‧‧‧潛熱儲熱材

11‧‧‧潛熱儲熱材內包材

12‧‧‧下方開口部

13‧‧‧通氣小孔

14‧‧‧金屬製板

15‧‧‧側壁板

16‧‧‧上方開口部

17‧‧‧蓋板

18‧‧‧保持桿

19‧‧‧間隙

Claims (1)

1. 一種利用熱泵空調機之儲熱型輻射冷暖房系統，其係同時使用空氣對流式冷暖房系統與輻射式冷暖房系統、或使用上述任一冷暖房系統；該空氣對流式冷暖房系統係：與經由冷媒配管連結於熱泵空調機之室外機並設置在室內的室內機經由管路加以連接、且設置在天花板下表面的1個或複數個天花板吹出處理箱，在上方開口部將蓋板加以蓋套且固定，並且在下方開口部固定兼具具備多數小孔之冷/熱風吹出與冷/暖氣輻射的金屬製板而形成，且，在上述處理箱內配設有密封而內包有潛熱儲熱材的潛熱儲熱材內包材，將由上述室外機所生成之冷風或熱風，經由上述室內機送風至上述處理箱內，並通過上述金屬製板送風至室內；該輻射式冷暖房系統係：利用來自上述室外機的冷風或熱風而冷卻或加熱上述潛熱儲熱材並儲熱，藉此將該經冷卻或加熱的潛熱儲熱材當作輔助熱源，對上述金屬製板進行冷卻或加熱，並自該金屬製板將冷氣或暖氣朝室內輻射；上述儲熱型輻射冷暖房系統之特徵在於，於構成上述處理箱之側壁板及蓋板的內周面或外周面，黏貼絕熱薄片或塗佈絕熱塗料，並且上述潛熱儲熱材係為使用可相位轉移且具有潛熱儲熱性之化合物的聚乙二醇而形成，進而，將上述潛熱儲熱材內包之潛熱儲熱材內包材係利用薄鋁板或聚乙烯樹脂形成薄箱狀，另一方面，於上述處理 箱之相對向的2片側壁板，以具有間隔之方式固設2支保持桿，且將上述潛熱儲熱材內包材之下面兩側端緣部固定在該2支保持桿上，以該下面兩側端緣部除外之潛熱儲熱材內包材之下表面不與上述金屬製板產生接觸而具備有間隙之方式設置，並且，處理室係形成為相較於上述潛熱儲熱材內包材之容積為5~10倍的大小。